畢業(yè)設(shè)計---高爐原料供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計.doc

高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書設(shè)計題目：寶山地區(qū)原料條件下1600m3高爐原料供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計0929302108郝帥學(xué)號：_姓 名：_冶金技術(shù)091專 業(yè) 班 級：_ 2012年06月06日26內(nèi)蒙古科技大學(xué)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書摘要在本設(shè)計中，槽上槽下均采用皮帶供料系統(tǒng)，槽下膠帶運輸機供料與稱量漏斗相配合，是高爐槽下實現(xiàn)自動化操作的最佳方案。串罐式無料鐘爐頂?shù)姆Q量料罐卸料支管中心線與波紋管中心線以及高爐中心線一致，避免了下料和布料過程中的粒度和體積偏析，通過布料溜槽的旋轉(zhuǎn)和傾動、料流調(diào)節(jié)閥的排料控制，可實現(xiàn)多種布料方式，適應(yīng)各種爐況的上部調(diào)節(jié)要求，布料均勻，使高爐裝料操作簡單化，有利于高爐的穩(wěn)定和長壽。關(guān)鍵詞：高爐爐頂；串罐無料鐘爐頂；供料系統(tǒng)；皮帶上料AbstractIn this design, groove groove adopts belt feeding system, under the trough belt conveyor feeding and weighing hopper matched under BF trough, is to realize the automated operation optimal scheme.Hopper type bell-less furnace top of the weighing tank discharging branch pipe with the center line of corrugated pipe center line and center line of blast furnace, avoids the discharging and charging process in size and volume of segregation, by distributing chute rotation and tilting, material flow regulating valve discharge control, can achieve a variety of distribution mode, to adapt to a variety of furnace condition of the upper adjusting requirements, uniform distribution, so that the blast furnace charging operation is simple, is conducive to the stability and long life of blast furnace.Key words: blast furnace; bell furnace top; feeding system; belt conveyor目錄摘要- 1 -Abstract- 2 -1文獻綜述11.1高爐料車上料與皮帶上料的比較11.1.1前言11.1.2國內(nèi)外上料方式的實例11.1.3料車上料與皮帶上料的投資比較31.1.4料車上料與皮帶上料的運行費比較31.2無鐘爐頂裝料設(shè)備41.2.1串罐式無料鐘爐頂設(shè)備41.2.2串罐式無料鐘爐頂裝置51.2.3四種布料控制方式71.3探料裝置81.3.1高爐探尺工作原理81.3.2微波式料面計91.3.3激光掃描系統(tǒng)91.3.4高爐料面紅外線攝像儀91.3.5十字測溫裝置91.3.6操作流程101.4確定初步方案112高爐上料系統(tǒng)設(shè)計計算122.1貯礦槽和貯焦槽個數(shù)、總?cè)莘e及主要尺寸的確定122.2電磁振動給料機的設(shè)計132.3料批重量的確定132.4槽下篩分設(shè)備142.5稱量設(shè)備142.5.1礦石稱量漏斗142.5.2焦炭稱量漏斗142.6槽下運輸設(shè)備142.7輸送膠帶的選擇152.7.1礦石輸送膠帶YK152.7.2焦炭輸送膠帶YJ152.8上料主膠帶機152.8.1上料主膠帶機選擇152.8.2上料主膠帶機上料能力的檢驗152.8.3碎焦和返礦膠帶輸送機162.9廢鐵清除裝置163串罐式無料鐘爐頂裝料設(shè)備173.1串罐式無料鐘爐頂173.1.1串罐式無料鐘爐頂?shù)膬?yōu)點173.1.2串罐式無料鐘高爐的布料方式173.1.3串罐式無料鐘爐頂?shù)闹饕O(shè)計參數(shù)表173.1.4串罐式無料鐘爐頂裝料設(shè)備性能及參數(shù)計算173.1.5固定受料斗183.1.6上部料流閥和上密封閥193.1.7稱量料罐193.1.8中心喉管203.1.9布料器(傳動機構(gòu))及旋轉(zhuǎn)溜槽213.1.10電子秤213.1.11均壓、放散裝置213.1.12爐頂鋼圈223.1.13探尺223.1.14高爐爐頂其它系統(tǒng)22結(jié)論24參考文獻25致謝26內(nèi)蒙古科技大學(xué)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書內(nèi)蒙古科技大學(xué)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書1文獻綜述1.1高爐料車上料與皮帶上料的比較1.1.1前言高爐上料方式應(yīng)以滿足總圖布置要求和滿足上料能力為前提來選擇合理的上料方式,對750m31500m3級高爐來說,料車上料與皮帶上料均能滿足上料能力的要求,在這種情況下,若在總圖布置與工藝布置上無優(yōu)勢,如無地形高差優(yōu)勢,無物料輸送短捷優(yōu)勢,則宜采用料車上料方式。因此,在高爐煉鐵工藝設(shè)計技術(shù)規(guī)定中也明確750m3級高爐應(yīng)采用料車上料,1200m3級至2000m3級高爐可采用料車上料方式,也可采用皮帶上料方式。十多年以來,一直就對7501500m3級高爐的上料方式有爭議,主要是有人認為皮帶上料代表了先進水平,而料車上料方式代表著落后水平。筆者認為皮帶運輸與料車運輸都是傳統(tǒng)的物料輸送方式,無先進與落后之分,在同樣滿足高爐上料能力的前提下,宜選擇適合于地形布置,節(jié)省投資,節(jié)省運行費用的上料方式。為此本文對這兩種上料方式進行了比較1。1.1.2國內(nèi)外上料方式的實例表1.1 國內(nèi)外7501500m3高爐上料方式表1.1列出了國內(nèi)外7501500m3級高爐上料方式的部分實例,從表中可看出,大部分為料車上料,其中攀鋼4BF和重鋼5BF,水鋼1BF和2BF,均因利用了地形高差而采用皮帶上料,其余高爐的皮帶上料為無地形高差,礦槽地平面與高爐地平面處于同一水平1。1.1.3料車上料與皮帶上料的投資比較采用皮帶上料時,由于礦槽布置遠離高爐,當(dāng)球團礦用量高于10%,皮帶機傾角不應(yīng)超過12,因此在無地形高差優(yōu)勢條件下,7501500m3級高爐爐頂皮帶頭輪標高分別為50m和56m,則上料主皮帶機水平長度分別為245m和275m采用料車上料時,礦槽布置緊靠高爐,750m3和1500m3高爐礦槽中心距高爐中心分別為48m和55m,因此750m3和1500m3高爐皮帶上料與料車上料相比,礦槽距高爐中心要遠197m和220m,折成占地,則要多占1180m2和1400m21。由于皮帶上料方式與料車上料方式相比,礦槽距高爐中心更遠,因此,皮帶上料方式的鋼結(jié)構(gòu)量和設(shè)備質(zhì)量更重。以某廠750m3高爐為例:在礦槽地坪比高爐地坪高12m,主皮帶機尾輪距爐中心200m的前提下,皮帶上料方案比料車上料仍要68萬元投資,詳細比較見表1.2所示。表1.2皮帶上料與料車上料方案投資對比表對1500m3高爐來說,皮帶上料方式比斜橋上料投資要高約920萬元。1.1.4料車上料與皮帶上料的運行費比較皮帶上料與料車上料相比,電機功率大,運行時間長,因此,運行費較高。皮帶為連續(xù)運轉(zhuǎn),而料車運行時間正常只有60%左右,因此即使在功率相同情況下,皮帶上料運行費也比料車上料高40%。以750m3高爐為例:皮帶上料傳動裝置為4110kW,料車上料傳動裝置為2190kW,電價按0.53元/kWh計,料車上料每天142批,每批上料時間為441秒,則皮帶上料年運行費要比料車上料高出1057萬元/a,電耗高出1994萬kWh。按高爐利用系數(shù)24t/m3d計算,則皮上料比料車上料噸鐵耗電要高出304kWh。以上比較僅僅是對上料主皮帶機與料車運行的比較,于皮帶上料礦槽布置遠離高爐,因此一般情況下,上高爐礦槽的運料皮帶要比料車上料方式的長,若加上這些皮帶的運行費,則總運行費還要增加。首鋼2號高爐(1327m3)采用皮帶上料,而4號高爐(1200m3)采用料車上料,實測耗電結(jié)果是2號高爐比4號高爐每噸鐵多耗電85kWh。正因皮帶上料比料車上料投資高,運行費高,因此在高爐煉鐵工藝設(shè)計技術(shù)規(guī)定中提出2000m3級以下高爐應(yīng)擇優(yōu)選取高爐上料方式。皮帶上料與料車上料均能滿足750m3至1500m3高爐上料能力的要求,這兩種上料方式也是傳統(tǒng)的物料運輸方式,無先進與落后之分。在選擇上料方式時,應(yīng)因地制宜,選擇最經(jīng)濟合理的上料方式。1.2無鐘爐頂裝料設(shè)備1.2.1串罐式無料鐘爐頂設(shè)備(1)無料鐘式爐頂設(shè)備特點介紹無料鐘爐頂大致可分為并罐式、串罐式和串并罐式三種。其中被廣泛采用的主要是并罐式和串罐式兩種。本設(shè)計采用的是串罐式無料鐘爐頂。串罐式無料鐘爐頂2大特點：兩個料罐布置形式是上下串聯(lián)型的，所以叫串罐式無料鐘爐頂。上料罐是帶旋轉(zhuǎn)的，所以叫做旋轉(zhuǎn)料罐，而下料罐是帶稱量的，所以叫做稱量料罐，料罐起貯存爐料和均壓室的作用。(2)串罐式無料鐘爐頂同其它罐式無料鐘爐頂相比有如下優(yōu)點：由于料罐和下料口均在高爐中心線上，所以在下料過程中不出現(xiàn)“蛇形動”現(xiàn)象，從而進一步改善了布料效果，同時減輕了中心喉管磨損。串罐式無料鐘爐頂在膠帶機頭部裝有擋料板，又由于在裝料時上罐旋轉(zhuǎn)，從而克服了爐料粒度偏析。旋轉(zhuǎn)罐和稱量罐內(nèi)裝有導(dǎo)料器，改善了下料條件，消滅了下料堵塞現(xiàn)象，有利于提高煤氣利用率，使爐況順行。(3)進料口和排料口高度比并罐式低，從而降低了爐頂高度，旋轉(zhuǎn)罐為常壓罐，從而節(jié)省一套上下密封閥、料流調(diào)節(jié)閥和均壓放散設(shè)施，可節(jié)省一定的設(shè)備投資。串罐式無料鐘爐頂具有結(jié)構(gòu)簡單、布料靈活多樣、密封性能好、重量輕、維修方便、投資省等優(yōu)點，但也需要進一步改進和完善，如：上下密封閥耐熱硅橡膠的容許溫度低(250300)，對于熱礦裝爐的高爐，爐喉溫度往往可達400500，通常采用密封軟座的金屬通水冷卻，耐熱硅橡膠的表面吹冷卻氣冷卻的方法來解決，也有的采用硬密封和軟密封相結(jié)合的結(jié)構(gòu)來代替軟密封的方法。現(xiàn)代高爐大都采用冷礦裝爐，爐頂設(shè)備的工作條件得以大大改善，同時在爐喉設(shè)灑水閥降低爐頂煤氣溫度，減少其對爐頂設(shè)備的不利影響。但冷礦裝料容易在密封座密封面上積灰，影響密封壽命，可采用蒸汽加熱密封座或噴吹氮氣的方式來防止積灰；布料器傳傳動系統(tǒng)及溜槽自動控制系統(tǒng)復(fù)雜；對料流調(diào)節(jié)閥缺乏調(diào)節(jié)手段，需要建立完整的料流調(diào)節(jié)模型；在環(huán)行布料時出現(xiàn)首尾接不上現(xiàn)象；1.2.2串罐式無料鐘爐頂裝置圖1-3 串罐上罐旋轉(zhuǎn)式無料鐘爐頂裝置旋轉(zhuǎn)料罐在料罐內(nèi)設(shè)有防止爐料偏析的插入件，插入件固定在料罐內(nèi)壁上部，同料罐一起旋轉(zhuǎn)。上部料閘和上密封閥上部料閘由2個半球形閘門組成，用耐磨材料或襯有耐磨襯板組成。用2個液壓缸同時驅(qū)動一個半球形閘門，通過連桿傳動機構(gòu)帶動另一個半球形閘門使料閘開閉。上密封閥裝在稱重料罐上部罐頭內(nèi)。閥的殼體焊在罐頭上，由堆焊硬質(zhì)合金的閥座、帶硅橡膠密封圈的閥板及傳動裝置組成。密封閥用2個液壓缸驅(qū)動完成2個動作，壓緊缸完成閥門的垂直方向的動作、回轉(zhuǎn)缸完成閥板的旋轉(zhuǎn)動作。當(dāng)關(guān)閉閥板時，首先回轉(zhuǎn)缸動作使閥板回轉(zhuǎn)到位后，由限位開關(guān)連鎖壓緊缸動作使閥板壓緊密封，開啟時則相反。稱量料罐稱量料罐是屬壓力容器，既起稱重作用也起鐘式爐頂中得均壓室作用，設(shè)有均壓管和均壓放散管。罐內(nèi)上部裝有上密封閥，罐中心設(shè)有防止爐料偏析改善下料條件的插入件(導(dǎo)料器)固定在料罐壁上，它可以上下調(diào)整高度。料罐下部設(shè)有3個防扭轉(zhuǎn)裝置、兩個抗震裝置和三點吊掛裝置并用三個電子秤稱量料罐重量。料流調(diào)節(jié)閥和下密封閥料流調(diào)節(jié)閥和下密封閥均裝在閥箱內(nèi)，箱內(nèi)設(shè)有耐磨錐形漏斗。閥箱是屬壓力容器用壓力容器鋼板焊接形成。閥箱裝有稱重用的壓力傳感器和測溫用的溫度傳感器等。料流調(diào)節(jié)閥由2個帶有耐磨襯板的半球形閥門組成，由一個液壓缸驅(qū)動一個半球形閥門，通過連桿機構(gòu)帶動另一個半球形閥門。料流調(diào)節(jié)閥為方形開口，其開度大小決定其布料量和布料時間，并且與旋轉(zhuǎn)溜槽配合實現(xiàn)合理布料。開口度由液壓比例閥控制。下密封閥由焊接硬質(zhì)合金的閥座、帶有硅橡膠密封的閥板組成。密封閥由兩個液壓缸完成兩個動作使閥門開閉。其動作原理同上密封閥。水冷式傳動齒輪箱水冷式傳動齒輪箱是由主傳動齒輪箱、上部齒輪箱、傾動齒輪箱、旋轉(zhuǎn)溜槽、水冷設(shè)施、密封以及機電元件等組成。為防止齒輪箱積灰，吹入200500m3氮氣進行密封。均壓設(shè)施高爐無料鐘爐頂均壓系統(tǒng)采用兩次均壓，一次均壓用半凈煤氣，二次均壓為氮氣。一次均壓閥和均壓放散閥直徑為500mm，采用液壓傳動。二次均壓閥直徑為250mm，其結(jié)構(gòu)同一次均壓閥，二次均壓用氮氣由兩臺40m3氮氣罐供給。次氮氣罐供二次均壓和齒輪箱用氮氣。(7)爐頂液壓站爐頂液壓站設(shè)有爐頂平臺。上料閘、上下密封閥、料流調(diào)節(jié)閥、眼鏡閥、一二次均壓閥等的油缸均由本站供壓力油。1.2.3四種布料控制方式 圖1-4 串罐無料鐘爐頂布料模型示意圖1、支架；2、料罐；3、開啟插扳；4、旋轉(zhuǎn)圓筒節(jié)流閥；5、溜槽；6、活動爐喉； 7、升降手柄；8、料斗；9、絞車環(huán)形布料(自動和手動)類似于鐘式布料。環(huán)行布料因為能自由選擇溜槽傾角，可在爐喉任一部位做單、雙、多重環(huán)行布料。隨著溜槽傾角的改變可將礦石和焦炭布在高爐中心不同的部位上，借以調(diào)整邊緣或中心氣流。扇形布料(手動):因為溜槽可在任意半徑和角度向左右旋轉(zhuǎn)，系統(tǒng)可按設(shè)定的中心點和弧長，溜槽以低速作扇形運動。這種方式一般在開爐或調(diào)整爐況以及產(chǎn)生偏析或局部崩料時使用。定點布料(手動)：高爐截面某一點或某一個部位發(fā)生管道或過吹時，采用定定點布料點布料手動。手動將溜槽定位，在布料過程中，可任意改變溜槽傾動角度布料，實現(xiàn)定點或直線布料。螺旋布料(自動和手動)：溜槽作勻速旋轉(zhuǎn)運動，同時做徑向運動而形成的變螺旋布料徑螺旋形爐料分布，根據(jù)要求調(diào)節(jié)料層厚度，獲得平坦料面。下料閘開始動作的時刻必須比上次開同一品種爐料時旋轉(zhuǎn)角度往前進一個角度，同時作徑向運動，形成變徑運動形成螺旋形爐料分布，溜槽由外向內(nèi)改變傾角，或由內(nèi)向外改變傾角。這種布料方式能把爐料分布到爐喉截面的的任何部位，也可以調(diào)整料層的厚度。1.3探料裝置探料裝置是探測爐喉料面位置及形狀的設(shè)備。為了使高爐在冶煉過程中順利裝料，穩(wěn)定裝料制度，必須準確掌握爐喉爐料面的位置及形狀。高爐探測裝置的種類較多，其探測形式主要有機械直接接觸式探料、同位數(shù)探測儀探料、紅外線探料、雷達探料及激光探料等3。1.3.1高爐探尺工作原理(1)工作原理高爐內(nèi)的料位隨著煉鐵生產(chǎn)的進行而不斷變化，本產(chǎn)品對煉鐵生產(chǎn)過程中高爐內(nèi)部的料位進行監(jiān)測，監(jiān)測的原理是通過對卷揚機的控制，通過測控部分實現(xiàn)的。具體可分為放尺操作、扶尺操作及提尺操作三種工作方式。放尺：高爐加料后,需要放尺以對料位進行測量。這一過程稱為放尺操作，放尺時是重錘處于自由下落狀態(tài),同時抱閘保持松閘狀態(tài)，此時電機產(chǎn)生的提尺力矩小于重錘的重力力矩,使重錘勻速下落，從而保證重錘到達料面時,不僅無倒尺現(xiàn)象發(fā)生,而且鋼絲繩一直保持有一定的張力而張緊。扶尺：當(dāng)探尺到料面后，由于料面的支撐和電機弱矩收取的共同作用，使重錘只能隨著料面的下行而下移，這即為扶尺操作。當(dāng)發(fā)生塌料時，重錘也能很快的跟隨上去。此時由編碼器和測控儀表所測的數(shù)據(jù)即為料面的高度。當(dāng)重錘隨料面下行到設(shè)定料線時測控儀表將發(fā)出“到料線”信號,若此時裝料過程已準備好,控制柜將轉(zhuǎn)入提尺操作,否則仍然跟隨料面進行檢測,當(dāng)重錘隨料面下降至“下限”位時,控制柜將提尺操作以保護重錘不被燒毀.提尺：高爐加料時必須先將探只重錘提起至“零位”,這一過程為提尺操作.提尺時,是對卷揚電機加給正向的直流電壓,使電機以正常驅(qū)動功率驅(qū)動減速器,帶動卷揚繩輪收取鋼絲繩,使重錘上行,同時光電編碼器隨著繩輪作同步旋轉(zhuǎn),并將重錘的實際位置檢測出來.當(dāng)重錘上行至零點時,測控儀表將發(fā)出“到零點”信號,卷揚控制柜將要據(jù)此信號切斷電機電源和抱閘電源,使重錘停在“零位” 2。1.3.2微波式料面計 也稱微波雷達，分調(diào)幅和調(diào)頻兩種。調(diào)幅式微波料面計是根據(jù)發(fā)射信號與接收信號的相位差來決定料面的位置，調(diào)頻是微波料面計是根據(jù)發(fā)射信號的頻率差來測定料面的位置。1.3.3激光掃描系統(tǒng)激光掃描系統(tǒng)由激光掃描儀、步進電機控制器、轉(zhuǎn)臺控制器、數(shù)據(jù)采集處理工控機及連接裝置等部分組成。測量時通過工控機發(fā)布命令,沿高爐直徑方向掃描,并將掃描的數(shù)據(jù)存入工控機內(nèi),數(shù)據(jù)經(jīng)過軟件處理后就可以得到該直徑方向上的料面形狀。1.3.4高爐料面紅外線攝像儀采用攝影、攝像技術(shù),人員不用進入爐內(nèi)就能進行測量作業(yè),測量作業(yè)與高爐裝料同步進行,提高了測量效率,開爐裝料測量時間大為縮短。這種測量方法對布料過程和料面沒有干擾,測量結(jié)果記錄了無鐘布料的真實狀況,大大提高了測量的準確性。攝像系統(tǒng)由攝像機、錄像機、監(jiān)視器和電腦數(shù)字圖像采集系統(tǒng)等部分組成。攝像機通過視頻電纜與錄像機和筆記本電腦圖像采集盒連接。攝制的圖像通過錄像機錄制在錄像帶和電腦硬盤上,操作人員可以通過監(jiān)視器觀察布料的全過程,并根據(jù)需要對攝像頭的位置進行調(diào)整。照相采用數(shù)碼相機,操作靈活、能立即見到影像,作為高爐裝料測量的輔助裝備。用數(shù)碼相機所拍照片可及時存儲到電腦中。照相系統(tǒng)可以機動使用,在進行料流軌跡和料面形狀的測定中發(fā)揮重要作用。對測定過程中需要特別注意的地方,使用數(shù)碼相機進行拍攝。1.3.5十字測溫裝置根據(jù)生成爐內(nèi)激光網(wǎng)格的要求設(shè)計制造了專用二十束激光發(fā)射器,相對安裝在溜槽檢修孔和點火人孔,激光束在爐內(nèi)交織形成所需要的激光網(wǎng)格;在探尺管開孔處安裝攝像機和一臺激光掃描儀,在溜槽檢修孔中心偏9.2度方向也安裝一臺激光掃描儀。攝像機調(diào)整好視角,攝取以激光網(wǎng)格為背景的料流軌跡圖像和料面形狀圖像。本次裝料測量使用了兩套錄像系統(tǒng),通過錄像機和筆記本電腦兩種方式錄制攝像機拍攝的布料過程的影像資料2。1.3.6操作流程圖1-5 上料工藝流程1.4確定初步方案煉鐵生產(chǎn)過程是在高爐內(nèi)進行的一系列復(fù)雜的還原反應(yīng)的過程，爐料(礦石、燃料和熔劑)從爐頂裝入，從鼓風(fēng)機來的冷風(fēng)經(jīng)熱風(fēng)爐加熱后，形成高溫?zé)犸L(fēng)從高爐風(fēng)口鼓入，隨著焦炭燃燒產(chǎn)生的熱煤氣流自下而往上運動，而爐料則由上而往下運動互相接觸進行熱交換，逐步還原，最后在爐子的下部還原成生鐵，同時形成爐渣。積聚在爐缸的鐵水和爐渣，分別由出鐵口和出渣口放出。高爐自動化過程主要包含高爐本體控制、給料和配料控制、熱風(fēng)爐控制，以及除塵系統(tǒng)控制等。高爐自動化的目的，主要是保證高爐操作的四個主要問題：正確配料并以一定的順序及時裝入爐內(nèi)；控制爐料均勻下降；調(diào)節(jié)爐料分布及保持其與熱煤氣流的良好接觸；保持高爐整體有合適的熱狀態(tài)。高爐自動化系統(tǒng)主要包括儀表檢測及控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和過程及管理用計算機。儀表控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)通常由DCS或PLC完成。高爐上料系統(tǒng)是指從槽下供料到爐頂?shù)脑O(shè)備將物料(燒結(jié)礦、焦炭等)裝入爐內(nèi)的全過程。該系統(tǒng)有4個雜礦倉、4個球團礦倉和6個燒結(jié)礦倉，燒結(jié)礦倉、球團礦倉經(jīng)振動篩，雜礦倉經(jīng)給料機后，按配料料單規(guī)定送稱量料斗稱量以后放料，由相應(yīng)的皮帶送到地坑稱量漏斗。1#-4#四個焦炭倉下各有一臺振動篩，焦炭沒有中間稱量漏斗，經(jīng)振動篩直接送地坑的焦炭稱量漏斗。地坑有左焦、左礦、右焦、右礦4個稱量斗。料車到料坑后，坑斗把料放入料車，坑斗閘門關(guān)到位并且爐頂備好后，料車啟動。兩臺料車按生產(chǎn)要求將槽下各種物料，由料車卷揚機提升到爐頂。經(jīng)爐頂受料斗閥、上密封閥、節(jié)流調(diào)節(jié)閥、下密封閥，再經(jīng)布料槽將物料均勻地布到爐內(nèi)13。2高爐上料系統(tǒng)設(shè)計計算2.1貯礦槽和貯焦槽個數(shù)、總?cè)莘e及主要尺寸的確定在本設(shè)計中槽上供料系統(tǒng)設(shè)有兩條帶式輸送機，將高爐原燃料運送至貯礦槽和貯焦槽，槽下供料系統(tǒng)設(shè)有六個燒結(jié)礦槽，四個球團礦槽，兩個塊礦槽，兩個雜礦槽，呈一列式布置，貯礦槽和貯焦槽下設(shè)有給料、篩分、稱量設(shè)備和一條運礦、運焦主皮帶機，一條返礦皮帶機，一條返焦皮帶機。貯礦槽容積相當(dāng)于高爐有效容積的1.62.0倍。本設(shè)計取1.6倍V貯礦=16001.6=2560m3本設(shè)計中，燒結(jié)礦的貯存時間為14h，球團礦的貯存時間為28h，塊礦的貯存時間為40h。本設(shè)計中，燒結(jié)礦槽和球團礦槽的長度定為5000mm，塊礦槽和雜礦槽的長度定為3200mm，寬度都定5600mm。焦槽長度定為5600mm，寬度定為6600mm。礦槽壁傾斜角為55，焦槽壁傾斜角為45，以使爐料能順利下滑放出。根據(jù)焦槽的貯存時間，本設(shè)計選焦槽數(shù)為4個。貯焦槽總?cè)莘e一般為高爐有效容積的0.531.5倍，本設(shè)計中取貯焦槽容積為高爐有效容積的0.6倍，V貯焦=16000.6=960m3，貯存時間為810h7。本設(shè)計中貯礦槽和貯焦槽的尺寸設(shè)計如下表所示：表21貯礦槽的主要參數(shù)原料名稱個數(shù)單槽有效容積m3總有效容積m3總貯存量t貯存時間h堆比重t/m3燒結(jié)礦球團礦塊礦雜礦42113603702102101440740210210273617025041428401.92.32.4表22貯焦槽的主要參數(shù)原料名稱個數(shù)單槽有效容積m3總有效容積m3總貯存量t貯存時間h堆比重t/m3焦炭4240960756100.452.2電磁振動給料機的設(shè)計本設(shè)計中采用的是電磁振動式給料機，并把給料機底板換成篩網(wǎng)式，在給料的同時還能起到篩分的作用。安裝時保持橫向水平，槽體一般向下010傾斜安裝，最大的給料能力為400700t/h，生產(chǎn)能力為25m/h，驅(qū)動功率為0.2kw10。2.3料批重量的確定高爐有效容積：1600m，用系平均利數(shù)：2.2t/md，平均晝夜產(chǎn)量：1600m2.2t/m3d=3520t/d(1)每天需要礦石量計算如下：燒結(jié)礦： 35201689.4810-30.8=4757.58t/d，塊礦： 35201689.4810-30.05=297.35t/d球團礦： 35201689.4810-30.15=892.05t/d，硅石： 352038.5210-3=135.59t/d則每天需要鐵礦石量為5946.98t，每天需要的焦炭量為：3520423.6810-3=1491.35t；(2)焦炭批重、礦石批重的確定由前面計算知爐喉直徑：d1=8.4m即8400mm；高爐裝料設(shè)備的容積應(yīng)根據(jù)礦石料批重量確定。高爐礦石料批重量宜符合下表的規(guī)定：表2-3高爐礦石料批參照爐容積別/m-310002000300040005000正常礦石批重/t最大礦石批重/t306035705095601008012590140115140126160135170150190本設(shè)計選取正常礦石批重=45t，最小礦石批重=35t，最大礦石批重=70t。所以根據(jù)公式：Vonor=0.270d12.4187=0.2708.42.4187=46.44m (式11)Vomax=0.472d12.2266=0.4728.42.4187=53.94m (式12)所以，選取Vonor=46.5m，Vomax=54.0m，因此，料斗容積=60m。由礦石批重Wo計算焦炭批重WcWc=CRWo/OR (式 1-3)式中，OR鐵礦石消耗量，噸/噸鐵；CR焦比，噸/噸鐵；Wc焦批，噸/批最小焦炭批重Wc=423.6835/1689.48=8.78t正常焦炭批重Wc=423.6845/1689.48=11.28t最大焦炭批重Wc=423.6870/1689.48=17.55t2.4槽下篩分設(shè)備表 2-4 振動篩的參數(shù)篩型礦石振動篩焦炭振動篩篩孔尺寸振幅篩面傾角處理量上層 14mm,下層 67mm710mm安裝傾角為 20 500800t/h.臺上層孔為 40mm，下層長方孔為2535mm 710mm上層為 15，下層為 20120170t/h.臺2.5稱量設(shè)備2.5.1礦石稱量漏斗設(shè)計中槽下共設(shè)14個礦石稱量漏斗，每一個貯礦槽下設(shè)有一臺電子稱量漏斗。其參數(shù)選擇如下：燒結(jié)礦、球團礦、塊礦的稱量漏斗有效容積為7.5m3，稱量范圍范圍為015t；雜礦的稱量漏斗有效容積為4.0m3，稱量范圍為06.5t3。2.5.2焦炭稱量漏斗本設(shè)計中采用的是焦炭集中稱量，共四個焦槽，采用兩個焦炭集中稱量漏斗，按兩個焦炭稱量漏斗能容納一批焦炭考慮。其參數(shù)選擇如下所示Vc=Wc.max/(2c) (式14)=25.08/(20.45)=27.87m3其中：Vc焦炭稱量漏斗容積，m3；Wc.max最大焦炭批重，t/批；c焦炭堆密度，t/m3所以，選兩個有效容積為30m3、最大稱重量為15t的焦炭稱量漏斗。2.6槽下運輸設(shè)備本設(shè)計中采用皮帶上料。設(shè)備的傳動裝置采用裝有備用電動機的多驅(qū)動方式，皮帶采用的是夾鋼絲繩芯的強張力型膠帶。為了準確檢測原料位置，在皮帶機長度方向上設(shè)有四個原料位置檢測裝置：焦炭終點檢測點、礦石終點檢測點、爐頂準備監(jiān)測點、原料到達爐頂?shù)臋z測點。2.7輸送膠帶的選擇2.7.1礦石輸送膠帶YK選取膠帶速度為2.0m/s，帶寬B=1400mm，則根據(jù)公式B=(Q/KVKa)1/2 (式15) Q=B2KVKa式中：Q運輸量t/h；V運輸速度2.0m/s；爐料堆比重t/m3，取1.8t/m3；K斷面系數(shù),選取351；Ka傾角系數(shù)，取0.925將數(shù)據(jù)代入公式：Q=2291t/h由于槽上槽下均采用皮帶上料，所以礦槽的高度不宜太高，皮帶的傾角也不宜太大，過大容易出現(xiàn)礦石滑落。2.7.2焦炭輸送膠帶YJ為了適應(yīng)生產(chǎn)的需要，焦炭的輸送速度應(yīng)與礦石的輸送速度相適應(yīng)，故帶速選取2.0m/s，選帶寬1200mm，則有公式Q=B2KVKaQ=1.223512.00.450.925=420.78t/h(式中：B取1.2m，K取351，V取2m/s，取0.45t/m3，Ka取0.925)2.8上料主膠帶機2.8.1上料主膠帶機選擇高爐上料主膠帶機應(yīng)能平穩(wěn)運行，不出現(xiàn)撒料現(xiàn)象，本設(shè)計中選主膠帶機的運行速度也為2m/s。則Q=B2KvKa，其中B取1600mm，v取2m/s，取1.8t/m3，Ka取0.925，K選取351，帶入公式可得Q=2292.2t/h2.8.2上料主膠帶機上料能力的檢驗上料帶式輸送機輸送能力的決定性參數(shù)是帶速和帶寬。帶速過高會引起燒結(jié)礦和焦炭的破碎。輸送能力用物料堆積面積A乘以帶速v表示。則輸送能力計算公式為:Q=60AvCaCb (式16)其中:Q輸送能力，t/h；A輸送物料堆積斷面積，m2；V帶速，m/min；物料堆積密度，t/m3；Ca輸送機的傾角系數(shù)；Cb物料不連續(xù)系數(shù)，一般取Cb=0.80.85式中：A=0.0693B2 +0.08B2(2-sin2)/sin2 (式17)=0.32m2 (其中為槽角，取 30)已知條件：帶速：v=2m/s即120m/min；帶寬：B=1.6m；槽角為30，堆積角為15；物料堆積密度：礦=1.8t/m3，炭=0.45t/m3；輸送機傾角系數(shù)：Ca=0.95；料流不連續(xù)系數(shù)：Cb=0.82則輸送能力Q=60AvCaCb=3231t/h2292.2t/h所以，該皮帶合適12。2.8.3碎焦和返礦膠帶輸送機按碎焦占合格焦炭的10，即420.781042.08t/h考慮到焦炭中碎焦量的波動，其能力按45t/h設(shè)計。故在本設(shè)計中選取碎焦皮帶的寬度為600mm，帶速為1m/s，運輸能力為45t/h；選取返礦運輸膠帶的寬度為800mm，帶速為1m/s，運輸能力為200t/h18。2.9廢鐵清除裝置為保證槽下主膠帶運輸機安全運轉(zhuǎn)，設(shè)置了廢鐵清除裝置。3串罐式無料鐘爐頂裝料設(shè)備3.1串罐式無料鐘爐頂本設(shè)計中采用串罐式無料鐘爐頂?shù)难b料設(shè)備。3.1.1串罐式無料鐘爐頂?shù)膬?yōu)點串罐式無料鐘爐頂裝料設(shè)備具有良好的高壓密封性，靈活的布料手段，實現(xiàn)了中心加焦，能使高爐充分利用煤氣能，保持高爐順行。同時運行可靠，易損部件少，爐頂寬敞，檢修方便快捷，有利于實現(xiàn)高爐高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、低耗和長壽19。3.1.2串罐式無料鐘高爐的布料方式無料鐘旋轉(zhuǎn)溜槽一般設(shè)置11個環(huán)位，每個環(huán)位對應(yīng)一個傾角，由里向外，傾角逐漸加大，布料時由外環(huán)開始，逐漸向里環(huán)進行，可實現(xiàn)多種布料方式。3.1.3串罐式無料鐘爐頂?shù)闹饕O(shè)計參數(shù)表表 3-1 設(shè)計參數(shù)表有效容積爐喉直徑利用系數(shù)日產(chǎn)鐵量設(shè)計爐頂壓力爐頂溫度1600m38400mm2.2t/m3d35200t/d0.150.2Mpa正常 200 C 最大500C3.1.4串罐式無料鐘爐頂裝料設(shè)備性能及參數(shù)計算表3.2 裝料設(shè)備的基本參數(shù)的規(guī)定高爐容積 參數(shù)名稱7501500 以下15002500 以下25005000 以下上料閘通徑/mm 料流調(diào)節(jié)閥通徑/mm 上密封閥通徑/mm 下密封閥通徑/mm 料罐有效容積/m3中心喉管通徑/mm 布料溜槽長度/mm 布料溜槽速度r/min 布料溜槽布料角度600800 500600 700900 650800 2030 550650 20003000 38 10558001100 600700 9001200 800850 3055 650750 30004000 38 55511001500 700850 12001600 8501000 55100 750850 40005000 38 255表3.2計算所得如下本設(shè)計中爐頂設(shè)備參數(shù)計算值實取值上料閘通徑/mm987.5988料流調(diào)節(jié)閥通徑/mm662.5663上密封閥通徑/mm1087.51088下密封閥通徑/mm818.8819料罐有效容積/m345.646中心喉管通徑/mm712.5713布料溜槽長度/mm布料溜槽速度 r/min布料溜槽布料角度36254.923.836255243.1.5固定受料斗固定受料斗通過設(shè)置插入件，使物料在料斗內(nèi)均勻布置，從而達到減少物料粒度偏析。故在本設(shè)計中采用固定受料斗來替代旋轉(zhuǎn)受料斗。在料斗內(nèi)設(shè)有防止爐料偏析的插入件，插入件固定在料斗內(nèi)壁上部。料斗為焊接鋼結(jié)構(gòu)，用來接受和貯存爐料。由于焦炭的堆比重為0.45t/m3，稱量料罐的有效容積為焦批重的1.01.2倍，取中間圓柱體的半徑R=1800，高h1=4700；下部圓錐半徑R1=1700，高h2=3600。所以，固定受料斗的體積計算如下：受料斗的容積 V 斗=1.2，則 V 斗=(22.070.45)1.2=58.85m3考慮到高爐強化的要求，本設(shè)計中取料罐容積為60m3，所以固定受料斗的容積為60m3，稱量料罐也取60m3。固定受料斗的具體尺寸計算如下：取中間圓柱體的半徑R=1800，高h1=4700；下部圓錐半徑R1=1700，高h2=3600。所以，固定受料斗的體積計算如下：V= Sh1 +Sh2 式中：S=R2=3.141.82=10.17m3，代人數(shù)據(jù)可知V=59.98m3 ，選取數(shù)據(jù)合適7。3.1.6上部料流閥和上密封閥上部料流閥通徑1100mm。表 3-3 上密封閥規(guī)格參數(shù)型式液壓驅(qū)動開閉式。焊接鋼結(jié)構(gòu)，帶硅橡膠的閥板，液壓缸實現(xiàn)閥板開閉。閥通徑 旋轉(zhuǎn)角度 控制元件 數(shù)量1100mm 110 開關(guān) 2 個1臺3.1.7稱量料罐稱量料罐既起稱量作用也起鐘式爐頂中的均壓室作用，設(shè)有均壓管和均壓放散管。罐內(nèi)上部裝有上密封閥，罐中心設(shè)有防止爐料偏析、改善下料條件的插入件(導(dǎo)料器)且固定在料罐壁上，它可以上下調(diào)整高度。料罐下部設(shè)有三個防扭轉(zhuǎn)裝置、兩個抗震裝置和三個吊掛裝置并用三個電子秤稱量料罐重量。由上面的計算可知，稱量料罐和固定受料斗的容積相同都為60m3。具體計算如下：取中間圓柱體的半徑R=2200，高h1=1500；下部圓錐形的高h2=3500；上部是把圓錐的錐角去掉的那部分，其中半徑R1=1700，圓錐高度h3=6900，去掉的高度h4=5200。所以，料罐的體積計算如下： V=Sh2 + Sh1 + Sh3 S1 h4式中：S=R=3.142.2=15.20m3，S1=R12=3.141.72=9.07m3代人數(shù)據(jù)可知V=60.03m3選取數(shù)據(jù)合適12。料流調(diào)節(jié)閥和下密封閥表 3-4 料流調(diào)節(jié)閥規(guī)格參數(shù)型式扇形液壓擺動式。液壓驅(qū)動裝置，液壓缸實現(xiàn)角度的開閉。 閥體吊裝于料罐下支承板上?？刂圃?閥門通徑及開口度 數(shù)量位置檢測開關(guān) 1 個 750mm，072 1臺本設(shè)計中下密封閥采取液壓驅(qū)動開閉式，設(shè)有帶氮氣吹掃的閥座，帶硅橡膠的閥板。下密封閥通徑為：850mm，旋轉(zhuǎn)角度為110。3.1.8中心喉管中心喉管上部與下密封閥、料流調(diào)節(jié)閥閥箱相連接。中心喉管設(shè)有波紋補償器，以減少料罐均壓時產(chǎn)生的浮力和爐頂壓力波動時對料罐物料稱量引起的偏差以及吸收高爐生產(chǎn)后產(chǎn)生的位移，確保稱量準確和爐頂正常工作。中心喉管長度通常取大些以免從中心喉管流出的爐料發(fā)生偏行，中心喉管的直徑應(yīng)大于焦炭最大粒度的5倍，由對裝料設(shè)備基本參數(shù)的規(guī)定可知，高爐有效容積為1600m3時，中心喉管通徑為650750mm，故本設(shè)計中取中心喉管通徑為700mm.則有關(guān)中心喉管的計算如下表所示：表 3-5 中心喉管的有關(guān)計算DL=DF=D2/4Rd=F/L V=入(3.2gRd)0.5Q=vFVt=V/QnN=tn/608002.510.5020.20焦炭 1.13 燒結(jié) 1.380.567 0.69360 60105.82 86.588814.1 11.54其中：D中心喉管通徑，mm；L中心喉管內(nèi)徑周邊長m；F中心喉管截面積，m2；Rd水力半徑，m；v原料通過中心喉管的速度，m/s；入原料流動系數(shù)，焦炭0.40.5；燒結(jié)礦0.50.6；Q原料通過中心喉管的流量，m3/s；V料罐的有效容積，m3；t一次布料時間，s；n布料器轉(zhuǎn)數(shù)，r/min；g自由落體加速度，取9.80665m/s；N一次布料達到的料層數(shù)目3.1.9布料器(傳動機構(gòu))及旋轉(zhuǎn)溜槽布料器為無料鐘爐頂設(shè)備中的核心裝置。它分為兩部分：一部分為傳動裝置，由主傳動齒輪箱、上部齒輪箱、傾動齒輪箱、旋轉(zhuǎn)溜槽、及其他元件組成。另一部分為氣密箱，氣密箱采用循環(huán)水冷卻。氣密箱是按爐頂溫度200250設(shè)計的(短期最高溫度可達600)。為防止齒輪箱內(nèi)有積灰吹入，用氮氣進行密封，并設(shè)有兩臺氮氣罐和通風(fēng)機及必要設(shè)施。在主傳動齒輪箱的上箱體上安裝有眼鏡閥和波紋管。本設(shè)計中布料器和旋轉(zhuǎn)溜槽的參數(shù)如下：布料器旋轉(zhuǎn)速度為8r/min，慢速時為2.65r/min；旋轉(zhuǎn)溜槽的長度L=4000mm；旋轉(zhuǎn)溜槽的工作傾角范圍為1055，檢修時最大可達85。3.1.10電子秤料罐上設(shè)有電子秤，用以監(jiān)視料罐內(nèi)滿料、空料、過載以及料流快慢的情況，同時發(fā)出訊號指揮上下密封閥的開啟和關(guān)閉。3.1.11均壓、放散裝置稱量料罐的均壓是分兩次進行的。一次均壓閥通徑為400mm，二次均壓伐通徑為250mm,液壓傳動。為防止均壓過壓，在均壓管道上還設(shè)有安全閥。安全閥通徑為400mm。均壓放散閥為400mm，液壓傳動。在放散均壓煤氣時，裝設(shè)除塵器和消音器。故在本設(shè)計中，高爐均排壓系統(tǒng)包括兩臺一均閥(400mm)，兩臺二均閥(250mm),兩臺放散閥(400mm)，在均壓管上裝有眼鏡閥，便于一均閥更換。為保證二次均壓在5秒內(nèi)完成，爐頂設(shè)置一個26m3的氮氣罐，其貯存壓力大于0.8Mpa。3.1.12爐頂鋼圈爐頂鋼圈為鋼板焊接件，作為爐體錐臺與無料鐘爐頂?shù)倪B接件。3.1.13探尺本設(shè)計中，爐頂裝有兩臺緊湊型垂直電動探尺，探尺下降速度為0.20.3m/s，提升速度為0.50.55m/s，探尺深度為06m。為了用于事故時探測爐內(nèi)料面，設(shè)置一臺卷揚重錘式探料尺，其形式為密封型設(shè)計，齒箱和卷筒構(gòu)成一體，用法蘭聯(lián)接在外封罩上，探尺深度為024m。3.1.14高爐爐頂其它系統(tǒng)(1)爐頂液壓站爐頂液壓站設(shè)在爐頂平臺上，在站內(nèi)設(shè)有油箱、軸向柱賽泵、電動機、循環(huán)泵以及必要的過濾器、蓄勢器、冷卻設(shè)施、電加熱器和機電元件。(2)潤滑系統(tǒng)各系統(tǒng)采用40MPa雙路干油集中潤滑。潤滑脂采用2#極壓鋰基脂。采用高壓潤滑系統(tǒng)可減小鋼管直徑，減少潤滑脂在管道內(nèi)停留的時間，保證潤滑脂的性能。(3)爐頂冷卻系統(tǒng)爐頂布料器通過一個封閉的水循環(huán)進行冷卻，泵將蓄水罐內(nèi)的水抽出，經(jīng)自動旋風(fēng)式過濾